水情自动测报系统信息采集平台在水情预报中的应用

时间：2024-07-28

颜虎，杨亚芳

(西昌水文水资源勘测局，四川西昌 615000)

当前水安全和水资源问题已经成为社会和经济发展中的重要因素，而其中的洪涝灾害已成为制约我国社会经济可持续发展的主要因素之一，防洪减灾的任务艰巨而迫切。水情自动测报系统的发展，能够有效的为水情预报工作提供实时准确的水情资料，更进一步的提高洪涝灾害的预警效果。本文结合实际工作经历，着重介绍信息采集平台在日常洪水预报工作中的应用。

1 信息采集平台的主要特点

四川省西昌水文水资源勘测局水情自动测报系统采用的是南京南瑞水情的RTU数据采集平台——ACSCOMM，该平台是集成了多种通信信道和多种RTU协议的通用水情遥测数据采集、查询分析与数据处理的平台。其主要特点及功能如下:

1)数据采集采用多线程，每个串行通讯端口分别占用一个线程，某一线程发生故障不影响其他线程的采集。

2)具有本地ACSCESS数据库，可脱离平台数据库独立运行，历史数据保存时间长短可任意设定，自动删除过期数据。

3)采用模块化设计，支持多信道采集和多种RTU通讯协议，且可以通过DLL(动态链接库)任意扩展信道和协议。目前支持 VHF(超短波)、PSTN、GSM(短信)、Inmarsat(海事卫星)、BEIDOU(北斗卫星)、GPRS等常用信道的数据采集。

4)运行参数实现在线配置，修改任何配置不需要重启程序。

5)集成化监视界面，可查看信道状况及原始来报码、遥测站当前来数实时信息、遥测站历史数据、运行参数配置等。

6)支持对遥测站进行自动补数。

7)可直接从南瑞水情的WDS9001或WDS9002系统数据库导入配置。

8)主运行界面以及查询界面操作简单明了，实时水情数据计算查询简单便捷(图1):

图1 实时水情数据查询

2 信息采集平台的应用

2.1 信息的稳定性和准确性

信息稳定性方面，由于采用了多线程采集和多信道传输，从根本上保证了水情信息的及时和稳定传送。本局所用系统常用信道为BEIDOU信道，当BEIDOU信道出现拥堵或故障的时候，备用的GSM信道会快速启动并补发数据，从而大大的减少了数据传输不畅的概率。本局自动测报系统运行近5 a，通过对下属39个遥测站的年畅通率统计发现，年平均畅通率均＞97%，该系统完全能满足日常测报需要。在数据准确性方面，每年进行的汛前及汛末巡检，以及专门为系统配备的设备监测和维护小组，确保了系统各软硬件设备的正常工作。加之系统人机界面所提供的各站雨量柱状排列图(图2)，利于工作人员方便快捷的进行雨量站合理性分析，确保各遥测站自动雨量器工作正常。人机界面提供的各站实时水位过程线(图3)查询，也能让工作人员随时监测自动水位计的工作情况。通过几年的整编资料对比，资料精度也能满足整编要求。所以，该系统为水情预报工作所需提供的水情信息是稳定可靠的。

图2 各雨量站柱状排列图

图3 雨量站水位实时过程线图

2.2 信息的实时性

作为水情预报工作来讲，最重要最关键的就是获得及时准确的水情实时信息。遥测站向采集平台发送数据包1次/h，一个数据包包含12个水情信息(采集1次/5 min)，再加上ACSCOMM的数据召测功能，该远程命令实现召测遥测站的当前数据，遥测站接收到该命令后会主动发起一次对所用传感器的测量，并把测量结果发送采集平台，也就是说，可以随时得到遥测站的实时水情信息。这对于无论是用相关关系或系统模型的预报方案来讲，从信息密度和实时性上已极大程度的满足了预报需求。以本局下属孙水关水文站为例，现行的预报方案是通过上游喜德水位站洪峰水位以及区间平均面雨量和孙水关水文站实时流量相关关系建立的，本方案的区间平均面雨量只有通过前一时段的报文获得，这就大大的增大了预报结果的误差。而有了自动测报系统后，就可以在喜德站出现洪峰水位后及时查询区间的冕山、深沟、则约、项姑、波洛等5个雨量站的实时雨量信息，然后通过泰森多边形法可求得区间5个雨量站降雨的产汇流情况，从而可以及时修定原来的预报方案，使得预报结果更加准确合理。在已经发生险情的情况下，还能够通过自动测报系统及时传递的雨水情信息对已经发出的水情预报结果作进一步的修正，确保险情预报的准确性，为防汛救灾工作提供有力的信息保证。